中铁十四局集团大盾构工程有限公司 江苏南京 210000
摘要:通过对苏州地铁5号线12标星湖街站~车斜路站~苏胜路站区间洞门环梁施工技术进行总结,重点介绍了联合真空降水、管片壁后注浆、管片选型及控制、洞门环梁关键施工技术4个管控要点,并对比3种不同洞门环梁施工技术的控制要点,论证了多要点管控技术控制洞门环梁施工的可行性和有效性。通过多方面措施联合控制洞门环梁施工,实现了洞门环梁施工风险可控、效益良好,具有较高的工程技术支撑作用和广泛的应用推广价值。
关键词:联合真空降水;壁后注浆;选型及控制;内嵌式洞门环梁;外置式洞门环梁
1 引言
目前我国城市公路、铁路、地铁等公共交通快速发展,盾构工法的应用比重也越来越大。因为盾构施工快速、安全,对地面要求破坏小,建筑物及管线影响低,施工中对环境污染小,施工风险安全性高,而且合理的长度在造价方面相比也有一定优越性。但是盾构施工中盾构机的始发和接收、和洞门环梁的施工,一直是盾构施工的主要风险点,洞门环梁施工时由于接收端和始发端无法完全密闭,无法保证砂浆的有效填充管片与加固体、管片与钢环之间的间隙,其间存在较大空隙,在施工洞门环梁时,位于不利地质情况时,拆除管片极易出现涌水、涌砂状况,造成周边道路塌陷,人员伤亡等险情,后果将是灾难性的。在软土地区通常采用土体加固、壁后注浆、结合降低地下水水位方式,来解决这个风险。但注浆加固及降水效果均存在一定的不确定性。现以苏州地铁5号线12标项目在星湖街站~车斜路站~苏胜路站区间施工案例为依托,通过工程实践,进行洞门环梁施工风险的综合控制,来解决洞门环梁施工过程中存在的风险和安全问题。
2 工程概况
2.1 盾构隧道洞门环梁设计概况
苏州地铁5号线星湖街站~车斜路站区间全长752m,车斜路站~苏胜路站区间全长1678m,采用盾构法进行施工,盾构隧道外径6.2m。盾构机于车斜路站西端头井始发,掘进车斜路站~星湖街站区间后从星湖街站东端头井吊出,再从车斜路站东端头井始发,掘进车斜路站~苏胜路站区间,最终从苏胜路站南端头井吊出退场。两区间共计8个洞门环梁,其中6个洞门环梁处于全断面承压水粉砂④2 层,2个洞门环梁处于全断面粉质粘土层。
星湖街东端头井、车斜路站西端头井盾构隧道洞门环梁主要位于粉砂④2 层,上覆土为①1杂填土层、③1粘土、③3粘质粉土夹粉质粘土,下部土层为粉质粘土⑤1层。
车斜路站东端头井盾构隧道洞门环梁主要位于粉砂④2 层,上覆土为①1杂填土层、③1粘土、③3粘质粉土夹粉质粘土,下部土层为粉质粘土⑤3层。
苏胜路站南端头井盾构隧道洞门环梁主要位于粉质粘土④1层、粘质粉土夹粉质粘土④2层,上覆土为①1杂填土层、②1粉质粘土、④1粉质粘土,下部土层为粉质粘土⑤1层。地质图见图1~2。
盾构井接收及始发端头加固体均采用∅850@600三轴搅拌桩,A区及B区上部弱加固区水泥掺量为7%,A区强加固区单桩水泥参加量为20%,B区强加固区单桩水泥参加量为15%;止水帷幕采用∅850@600三轴搅拌桩,搭接方式为套打一孔,单桩水泥掺量为20%。水泥均为P.O42.5级。止水帷幕与围护结构接缝处采用2根单重管旋喷桩补强止水,水泥掺量为200kg/m;围护结构与加固区夹缝处采用单重管旋喷桩补强,孔间距为200mm,水泥用量为200kg/m。在止水帷幕范围内未加固范围内布置8口疏干降水井,井深度为加固体下5m。
洞门环梁处预埋盾构钢环内径为6.7m,隧道管片外径为6.2m,盾构始发及接收采用橡胶帘布+折页翻板构造,管片与钢环之间每侧有25cm间隙。洞门环梁内径为5.5m,厚度为不小于40cm的钢筋混凝土环梁,混凝土等级为C40P10,环梁宽度尺寸根据盾构掘进的工况控制在40~80cm之间。盾构始发到达防水装置和洞门环梁构造图见图3~4。
图1 星湖街站东端头井平面图及纵断面图
图2 车斜路站东、西端头井平面图及纵断面图
图3 始发到达防水装置构造图 图4 洞门环梁构造图
2.2 洞门环梁施工的背景
盾构始发井车斜路站东、西端头井及星湖街站东端头井在所有加固体及降水井施工完成后,所有8口降水井开启10天后,出水量已明显下降,动水位均在井底,但实测水位稳定在洞门中心线上1m位置,水位保持稳定无法降再下降,后始发井又增加6口降水井、接收井增加5口降水井开启抽水,但实测洞门处水位稳定在洞门中心线处,仍未降低。洞门环梁位置位于粉砂层,水位没有降至洞门环梁底部,按通常洞门环梁的施工做法,存在很大漏水漏砂的可能性,为保证施工安全,达到风险可控,采取了联合真空降水、管片壁后注浆、管片选型及控制、洞门环梁关键施工技术4个方面的措施,达到了洞门环梁施工风险可控。星湖街站~车斜路站~苏胜路站区间8个洞门环梁经采取综合控制措施后,于2019年8月16日全部顺利施工完成,每个洞门平均用时6天时间。
3 联合真空降水
3.1 垂直真空疏干降水
隧道范围内布置8个疏干降水井,具体位置见图1~2。设计成孔直径为Ф600,内设Φ273钢管进行疏干。钻井设备选用牧野MY100型小型钻机,成孔采用正循环自然泥浆造浆,泥浆护壁回转钻进成孔的工艺。
施工工序为:准备工作→钻机进场→定位安装→开孔→钻进成孔→换浆→下放井管→滤料回填→洗井→下泵试抽→真空抽水。
3.1.1 桩机就位
在钻进前应对各项准备工作包括用电线路、泥浆循环系统、场地平整条件的核查,就位时控制钻头中心与桩位中心重合,通过水平尺调整好钻机的水平度,控制桩位中心偏差不大于2cm,钻杆垂直度偏差小于0.5%。
3.1.2 成孔钻进及换浆
初钻时,低档慢速钻进,正常后根据场地地质情况控制进尺速度,以防止缩颈、塌孔等现象发生;遇软硬夹层,减慢转速,降低钻速,以防孔斜,确保垂直度。成孔后通过钻机正循环系统清孔,清孔后泥浆比重控制在1.05~1.10。
3.1.3 下放井管及滤料回填
井管的类型按不同土层的选择,粉细砂层选择保护效果更好的桥式滤水管,桥式滤水管缝隙(约1.5~2.0mm)均匀;粘土层及粉质粘土层,选择孔隙率更大的圆孔滤水管,孔隙率≥30%。滤水管均外包一层60目滤网,降水井上部3m及底部1m沉淀管采用密实不透水的钢管,中间均采用滤水管,井上部2m回填黏土球进行封口,中间回填中粗砂进行滤水。圆孔及桥式滤水管见图5~6。
下放井管前按设计井深将井管排列、组合,下管时严控井底标高,保持井口标高一致。下放过程中对接严控焊接质量。下管应准确、自然落下,不可强力压下,以免损坏过滤器结构。下放后,将中粗砂沿井壁四周均匀缓慢对称填入,并随填随测回填高度,完成后最上端2m采用黏土球进行封孔。
图5 圆孔滤水管 图6 桥式滤水管
3.1.4 洗井
采用空压机和活塞方式联合洗井。通过活塞从滤水管下部向上拉,将水拉出孔口,当洗井的水基本不含泥砂后,换用空压机抽水洗井,采用压缩空气通过进气管通到排水管下部,通过排水管将井管内的气、水、土三相混合物带出井外,直至清洗干净,含砂率≤1/1000。
3.1.5 真空抽水
洗井完毕后,可以下泵试抽,试抽成功,水清澈无砂无浑浊,代表该井可以投入使用。
试抽后对8口井均加载真空抽水,采用真空泵JSJ-80一台、深井泵QD6-50-1.5八台,8口疏干井先下入深井泵。井管顶部采用铁盖子封口,预留3个管口,2个用于深井泵的出水管和电缆线,1个用于抽真空,管口与真空泵抽排管口相连,安装完成后铁盖各穿管口采用保鲜膜和透明胶带进行封口,确保不漏气。安装完成后进行试抽,控制负压达到60Kpa以上则满足要求,进行正常抽水。
3.2 水平真空疏干抽水
在结构主体结构侧墙上每侧洞门布置4个抽水孔,两个洞门布置8个抽水孔,见图7,在主体结构施工侧墙期间,预埋Ф80防水套管;施工洞门环梁前,通过水钻取透地下连续墙,深入土层2m。具体构造和位置布置如图7。水平真空疏干抽水是通过在地墙内,设3.6m长Φ45软式透水管进行真空疏干,通过加真空负压,疏干土体内水分,降低水位。钻孔设备选用台式水钻,配置∅56钻头,真空泵采用三江7.5KW轻型井点降水泵,成孔采用水钻取孔的工艺。具体流程如下:准备工作→设备进场→水钻定位安装→钻进成孔→软式透水管安装→真空泵安装及连接→管道连接、密封→ 试抽→真空抽水。水平真空抽水点布置见图7。
图7 水平真空抽水点位布置断面图 图8 软式透水管
3.2.1 水钻定位安装
根据现场布置点位情况,在洞门两侧布置4个水平孔,布置位置如图7所示,两侧洞门对称布置。通过墙体上打入膨胀螺栓,通过螺栓固定台式水钻基座。
3.2.2 钻进成孔
就位后,安装∅56钻头开始钻进,取孔深度为深入土体2m,侧墙+地墙厚1.6m,取孔深度按3.6m控制。通过连接加长杆,直至取芯深度到位。成孔后视情况,如漏砂需放水放砂5分钟后立即进行软管透水管安装,如无异常立即进行安装软管透水管,等待时长不应过久,避免砂水堆积、塌孔导致成孔堵塞。
图9 真空抽水井 图10 真空泵
3.2.3 软式透水管安装
软式透水管安装需与打孔时间相结合,成孔一个安装一根。准备直径3cm的PVC管,穿软式透水管内,通过电钻打孔,按孔距15cm,相邻断面垂直打孔,每个断面对称2孔布置,增加PVC管的透水性。每孔一根PVC水管,长度按4m准备,提前打孔完成后与软式透水管进行组装。软式透水管前端上安装塑料导向头,内套已打好孔的PVC水管。成孔后立即进行管道安装,如漏水漏砂,可通过管子内灌水,将砂冲出,依次缓慢进入,直至设计深度安装完成。软式透水管见图8。
3.2.4 真空泵安装、管道连接、密封
软式透水管安装完成后,采用钢丝软管和软式透水管进行连接,接头处采用保鲜膜进和胶带进行密封。安装完成后,在侧墙上最后在孔口处外露部分,采用手涂油脂进行包裹密封,确保密封效果。
3.2.5 试抽及真空抽水
试抽水时,控制真空压力大于60kPA,如压力过小,检查是否有地方漏气,进行密封处理。初期出水量较大,此时重点检查管路内水是有存在含砂量大,如存在则软式透水管有破损,需拆除软式透水管重新安装,无异常后进行正常运行。真空抽水井及真空泵见图9~10。
3.3 水位观测
在洞门两侧及中间,布置3个水位孔(图11),孔深同降水井深度。水位孔采用GXY-1型百米钻机钻孔,水位管采用Ф50mm,水位孔采用Ф100mm孔径。工艺流程如图12所示,钻进成孔至设计标高后,放入裹有滤网的水位管。管壁与孔壁之间用净沙回填至离地表0.5m处。再用粘土封填,以防地表水流入。完成后,每天进行水位观测。在采用联合真空抽水后,其中车斜路站水位深度由13.35m降至15.39m,出水流量由3.8m3/h降至0.12m³/h,水位有较为明显的下降。
图11 水位孔布置图 图12 水位孔施工流程图
4 管片壁后注浆
对洞门环梁往里的10环管片进行二次注浆。注浆采用注入双液浆(水泥+水玻璃)形式进行,注浆浆液基准配比:A液:水/水泥=0.5~1.2:1,B液:水玻璃:35~40Bé。双液浆为A液和B液的混合液,双液浆的配合比为A液:B液=1:0.1。注浆压力:0.6~0.8Mpa。
注浆时从隧道内往隧道外依次每环注入,从管片下部往上部两侧对称注入,以压入浆液的压力和往外冒浆两个指标进行判断是否注入密实;注浆过程中观察橡胶帘布后的冒浆情况,同时敲打帘布,判定帘布后是否空洞,注浆是否达到要求。注浆要求橡胶帘布后全部填充密实,无空洞。
5 管片选型及控制
车斜路站东西两侧始发端洞门环梁均位于粉砂层中,风险大,按不拆除洞门环梁内管片进行控制。1环管片端部采用带有预埋钢板的管片,施工时提前量好长度位置,保证盾构始发掘进后,1环管片进入侧墙控制在10-20cm之间,不应超出洞门帘布与管片之间有效密闭的范围。最后10环管片为确保注浆密实,采用多注浆孔管片。星湖街站东侧接收端洞门环梁均位于粉砂层中,风险大,按不拆除洞门环梁内管片进行控制,最后10环管片为确保注浆密实,采用多注浆孔管片,注浆后孔洞空鼓明显减少。
6 洞门环梁的关键施工技术
本项目根据不同地层,不同工况的情况下,对洞门环梁的做法进行了多次优化,主要分为3种形式,分别为苏胜路站接收端内嵌式洞门环梁施工技术、星湖街站接收端外置式洞门环梁施工技术、车斜路站始发端外置式洞门环梁施工技术。
6.1 内嵌式洞门环梁施工技术
苏胜路站内嵌式洞门环梁为按原设计方案施工,洞门环梁内径为5.5m,外径6.7m的钢筋混凝土环圈,环宽为50cm,结构钢筋通过焊接与管片端部的预埋钢板和洞门钢环连接,结构防水通过管片与洞门环梁环圈之间设置缓膨型遇水膨胀橡胶条,并预埋注浆管进行后期注浆堵漏止水。内嵌式洞门施工工艺图纸及施工成型效果如图13~14所示。
图13 内嵌式环梁构造图 图14 内嵌式环梁实体照片
内嵌式洞门工艺特点主要有,施工时需要拔除管片、拆除帘布及压板,凿除注浆填充层。在拔除管片时,吊装的风险高,还可能给已完成结构造成松动及破坏;拆除管片和凿除注浆填充层时,地下水位如果较高,位于承压富水砂层时,有很大的漏水漏砂的风险。但内嵌工艺,结构整体性较好,使用混凝土量较小,施工完成后端面与车站侧墙合二为一为平面,美观度高。
6.2 星湖街站外置式洞门环梁施工技术
星湖街站东端头接收端洞门环梁内径为5.5m,外径6.7m的钢筋混凝土环圈,其混凝土等级为C40P10。与内嵌式洞门相比,调整了洞门环梁的做法,施工时在盾构接收结束后将外置结构侧墙部分割除,在其外施工40cm厚、1m宽的混凝土环圈,结构防水通过管片与洞门环梁环圈之间设置缓膨型遇水膨胀橡胶条,并预埋注浆管进行后期注浆堵漏止水。由于星湖街站东端设计有区间人防隔断门,人防门需保留不小于60cm空间用于区间穿管线,因而需保证洞门环梁突出结构侧墙不超过40cm,环梁厚度按外置40cm进行调整和施工。
该外置式洞门环梁特点是施工时不需要拔除管片,但仍需要拆除帘布及压板、凿除注浆填充层,管片采用绳锯与结构侧墙割平。采用割除管片,不会对已完成结构造成松动及破坏;但拆除帘布及凿除注浆填充层时,地下水位如果较高,还有的漏水漏砂的风险,较内嵌工艺,风险减小很多。结构使用混凝土量较内嵌多出1.5m³,施工完成后洞门环梁外凸侧墙40cm。外置式洞门施工工艺图纸及施工成型效果如图15和16所示。
图15 星湖街外置式环梁构造图
图16 外置式洞门环梁实体照片
6.2.1 控制流程级要点
材料及设备准备→最后10环管片进行二次注浆→拆除橡胶帘布、扇形压板、折页板→凿除注浆填充层→绳锯割除最后一环管片→搭设作业平台→焊接锚筋、植筋→安装遇水膨胀止水条→洞门环梁钢筋绑扎→预埋注浆管→洞门环梁模板安装→混凝土浇筑→拆模→养护→注浆止水。
(1)拆除橡胶帘布和扇形压板
采用门式脚手架搭设作业平台,25t汽车吊配合人工进行拆除,依次按折页板、扇形压板、橡胶帘布的顺序拆除,从上往下依次拆除。拆除过程中观察是帘布背后否有不密实部位、渗漏点部位,如有则需及时进行处理,通过继续管片背后注入双液浆进行渗漏处理,空洞采用人工填塞快干水泥方式填塞密实。
(2)凿除注浆填充层
采用电锤人工凿除,凿除时洞门环梁范围内均要求凿除到位,管片外侧要求凿除进入管片内15cm。凿除过程中重点观察是否有孔洞、流水流沙情况,如存在孔洞、小量的流水流沙,则采用快干水泥及时封闭;如存在较大的流水流沙,则采用钢板及时封闭焊接,配合快干水泥、棉纱封闭堵塞流水流沙。如渗漏风险较大时,采用钢板沿洞门一圈焊接封闭止水,上部与管片端部焊接,下部与洞门钢环焊接,消除风险。
(3)采用绳锯割除最后一环管片
①放线、定位:根据拆除现场实际情况,确定确切开洞口位置,位于端墙墙面往隧道方向5cm,并定好开孔位置。
②开孔:割除分上下半圈进行割除,用金刚石水钻在腰部左侧及右侧开两个Ф48透孔,金钢绳穿过透孔正好将上半圈或者下半圈管片包裹,具备切割条件。
③吊车准备:切割过程中准备50t吊车一台,通过Ф20钢丝绳和管片螺栓栓在管片左右两侧1/3和2/3处,在割除前固定到位。
④切割:切割前将金钢绳穿过透孔,将上半圈或者下半圈管片包裹,通过2个万向轮与绳锯切割机动力装置相连。在切割部位上部布设2处水管,一直沿金钢绳趟水,确保金钢绳冷却状态。开启绳锯切割机注意过程中观察是否有卡绳情况,正常开启切割后,注意观察是否切缝是否水平,如不水平对万向轮位置进行微调,确保切缝面水平。管片切割完成后吊车吊装管片至地面,全环管片切除完成后结束。如图17所示。
⑤封闭:提前准备好5mm厚弧形钢板,与钢环半径一致。割除管片后及时全环焊接弧形钢板,与外侧洞门钢环焊接,内侧待钢板焊接牢固后,对钢板内进行填充快干水泥,用木棍捣实,封堵密实。
图17 外置式洞门环梁切割吊装图
(4)搭设作业平台
采用扣件式钢管架体,搭设作业平台,布置上下通道,每层作业平台满铺跳板,外侧挂设防坠网。平台搭设图见图18。
(5)焊接锚筋、植筋
根据图纸,管片切割后,需焊接锚筋2圈,植筋3圈,角度上每5°一排。植筋采用电锤成孔,深度需满足植筋要求深度不小于20D,至今后采用风机及水管清理干净孔洞,并晾晒至干燥。植筋前钢材锚固长度范围的铁锈、油污应清除干净,植筋胶采用注射式A级植筋胶,安装于注射枪内直接注射安装。待固化2天后进行拉拔实验。植筋完成后进行锚筋的焊接,焊接于洞门钢环上。
图18 作业平台剖面图及断面图
(6)安装遇水膨胀止水条
在管片及洞门钢环上共计安装4圈止水条,见图19。安装前对管片及洞门钢环进行打磨清理干净,采用钢环及管片上涂刷单组份氯丁粘结剂,进行粘结遇水膨胀止水条,涂刷次数要求2遍,待晾置指触微粘接手后,进行粘贴敲打至粘贴紧固。
图19 洞门环梁防水断面图
(7)钢筋施工
按图进行钢筋锚筋的焊接以及洞门环梁钢筋安装。施工过程中需注意避免碰撞止水条致使脱落,钢筋焊接施工过程中注意避免对止水条的烧伤损坏。锚固钢筋与洞门钢环和管片端部钢板焊接连接。
(8)预埋注浆管
在洞门环梁处埋设全断面注浆管和直径2分注浆钢管。全断面注浆管在管片中部和车站侧墙中部各埋设一道,通过卡箍和胶水固定,注浆接头每5m留置一处,接出模板外侧。埋设注浆钢管时在弧形钢板上割除孔洞,直径2分注浆钢管一侧插入管片和洞门钢环中间的注浆层内,另一侧外露处模板,该钢管共埋设8根,在圆周方向等距埋设。
(9)模板安装
模板均采用木模,内弧面次龙骨采用Ф20钢筋弯制而成,端面采用5*10方木,主龙骨均采用Ф48钢管,加固体系采用Ф16对拉丝与钢环及管片端部钢板进行焊接固定,通过蝴蝶卡固定住钢管主龙骨。顶部及中部各留设2处30*30cm大小的浇筑和振捣孔洞,便于浇筑及振捣使用,浇筑至标高后依次进行封堵,如图20所示。
图20 模板安装照片
(10)混凝土浇筑
由于洞门环梁混凝土方量小但构件高度大,每个洞门混凝土在8~10m³,混凝土浇筑时即需考虑浇筑时便于下料振捣,又需要加快混凝土凝固避免浇筑间隔时间过长形成冷缝。浇筑时现场实际采用小方量混凝土罐车,共发料混凝土两车,每车4~5m³,一车分两次浇筑,第一车结束与第二车开始时间间隔2~3小时,全程浇筑时间在6~7小时。混凝土坍落度控制在160~180,可满足浇筑及凝固时间要求。
(11)拆模及养护
在混凝土达到设计强度70%进行拆模,拆模完成后挂土工布覆盖洒水养护至14天。
(12)注浆止水
在混凝土达到设计强度的100%后进行注浆。通过预埋注浆管进行注浆,采用单液水泥浆,先行对预埋注浆钢管进行注浆,注浆压力控制在0.6~0.8MPa,以压力控制为主,以观察注浆量为辅,尽量达到每个预埋管均注入均匀,水泥浆注入以填充为目的。再对预埋的全断面注浆管进行注浆,注浆采用单液水泥浆,注浆压力控制在1MPa以内,以压力控制为主。注浆完成后观察是否存在渗漏情况,如存在可继续对管路进行注浆至不渗漏为止。
6.2.2 施工风险及控制
由于受人防隔断门的影响,按该种方法施工,需要拆除帘布及割除管片,有产生孔洞及渗漏风险,相对于内嵌式管片拆除的范围较小,风险相对较小,具体控制措施如下:
(1)拆除管片后遇空洞:遇到该种情况时,采用快干水泥对空洞处进行填充封堵,同时观察是否有水流流出,如无水流直接封堵即可。
(2)拆除管片过程中遇流水流沙:提前准备好5mm厚弧形钢板,需提前下料与钢环半径一致。遇有水渗漏情况,直接采用钢板焊接封堵,如水压较大,则采用引流管引流明水,待钢板焊接牢固后,对钢板内进行填充快干水泥,用木棍捣实,封堵密实。
6.3车斜路站外置式洞门环梁施工技术
车斜路站东、西端头始发端,调整为外置式洞门环梁,将橡胶帘布和折页板浇筑在洞门环梁的混凝土里面,相较星湖街站外置式洞门环梁,不需拆除橡胶帘布和折页板,因而不存在漏水风险,可在盾构始发后即可施工,无需等盾构接收后施工。施工工艺为,管片拼装完成后将外置结构侧墙部分割除,在其外施工40cm厚、1m宽的混凝土环圈,防水与止水形式与星湖街站外置式洞门环梁一致。
该外置式洞门环梁特点是施工时不需要拔除管片,也不需要拆除帘布及压板、凿除注浆填充层,相较苏胜路内嵌式洞门环梁和星湖街站外置式洞门环梁而言,施工时无漏水漏砂的风险,工艺安全无风险。结构使用混凝土量较内嵌多出1.5m³,施工完成后结构外置40cm。车斜路站外置式洞门构造图及施工成型效果如图21~22所示。
图21洞门环梁构造图 图22 洞门环梁成型效果图
6.3.1 工艺流程
材料及设备准备→最后10环管片进行二次注浆→绳锯割除最后一环管片→搭设作业平台→焊接锚筋并进行植筋→安装遇水膨胀橡胶条→洞门环梁钢筋绑扎→预埋注浆管→洞门环梁模板安装→混凝土浇筑→拆模→养护→注浆止水。
6.3.2 工艺要点
(1)采用绳锯割除第一环环管片
①放线、定位:根据拆除现场实际情况,确定确切开洞口位置,位于端墙墙面往隧道方向5cm,并定好开孔位置。作业面位置避开盾构电瓶车轨道范围,同时注意安全管控措施。
②开孔:割除分上下半圈进行割除,用金刚石水钻在腰部左侧及右侧开两个Ф48透孔,金钢绳穿过透孔正好将上半圈或者下半圈管片包裹,具备切割条件。
③吊车准备:切割过程中准备50t吊车一台,通过Ф20钢丝绳和管片螺栓栓在管片左右两侧1/3和2/3处,在割除前固定到位。
④切割:切割前将金钢绳穿过透孔,将上半圈或者下半圈管片包裹,通过2个万向轮与绳锯切割机动力装置相连。在切割部位上部布设2处水管,一直沿金钢绳趟水,确保金钢绳冷却状态。开启绳锯切割机注意过程中观察是否有卡绳情况,正常开启切割后,注意观察是否切缝是否水平,如不水平对万向轮位置进行微调,确保切缝面水平。管片切割完成后吊车吊装管片至地面,全环管片切除完成后结束。由于不拆除帘布及压板,不存在渗漏风险,无需封闭钢板。
(2)搭设作业平台、焊接锚筋并进行植筋、安装遇水膨胀橡胶条、洞门环梁钢筋绑扎、预埋注浆管、洞门环梁模板安装、混凝土浇筑、拆模、养护、注浆止水与星湖街站外置式洞门环梁施工工艺一致,此处不再赘述。
7 结语
通过联合真空降水、管片壁后注浆、管片选型及控制、洞门环梁关键施工技术4个方面的控制,联合真空降水适当达到了降低洞门处水位,管片壁后注浆和管片选型及控制达到壁后注浆充实饱满,洞门环梁关键施工技术达到降低施工风险,处于可控状态,保证本项目洞门环梁顺利实施。
星湖街站~车斜路站~苏胜路站区间8个洞门环梁已于2019年8月16日顺利全部完成施工,未发生任何质量及安全事故,现场平稳完成关键节点工作。经统计,2个内嵌式洞门环梁,施工工期共计10天,共花费人工45工日。2个外置式洞门环梁,施工工期共计12天,共花费人工60工日。在增加少量的工期和人员工费的基础上,极大的保证的施工安全,达到风险可控。
盾构始发时,根据洞门处的风险进行判断,选择是施工内嵌洞门环梁或者外置洞门环梁,盾构始发时提前将管片拼装的位置确定好,可以精准的控制管片拼装的位置。盾构接收时,由于隧道较长,无法精准控制盾构接收时的管片的拼装位置,最后2环管片,可采用特殊环宽,60cm的管片进行断面位置控制。或可考虑最后一环管片采用钢管片进行拼装,具备便利拆除的条件。
在满足结构尺寸和耐久性需要的情况下,建议尽量采用外置式洞门环梁,该种形式可以将风险降到最低,且无内嵌式洞门环梁施工拆除管片时致使其他管片松动的情况。在采取外置式洞门环梁需要综合考虑人防隔断门位置情况,提前预留空间,按最合理的方法去进行优化施工。
在施工期间,积极探索,综合运用4个方面的技术,取得的效果是非常明显,迅速解决了洞门环梁施工过程中的风险,施工成果得到了业主单位和专业人士的肯定。通过工程实践,在类似本工程细砂地层中应用,有费用低,工效高,见效快的优点,通过本工程实践,在粉砂地层中,可作为参考使用广泛的推广及工程借鉴价值。
参考文献:
[1] 《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012).
[2] 《建筑与市政工程地下水控制技术规范》(JGJ/T111-2016).